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国内海绵钛生产技术及改进方向探讨.doc

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4、吨级到千吨级,直至达到5000吨经济规模。但与国外先进水平比较,还存在较大差距。主要表现在技术经济指标、三废治理、设备配套水平和自动控制等方面。要扩大规模,实现现代化生产,需要针对目前存在的问题,对现有工艺技术和设备进行改进研究,主要研究方向和课题如下:高品位富钛料的制造技术西方国家使用高品位天然金红石和人造金红石为原料生产海绵钛。我国缺乏高品位的天然金红石资源和没有品位人造金红石生产,生产海绵钛是以含Ti02相当量92%左右的高钛渣为原料。高钛渣是采用小型敞口电炉生产的,工厂规模小,技术和设备也很落后,因为要使用沥青为粘结剂,环境污染严重。严格来讲,这些高钛渣小厂是属于国家政策该淘汰的高能耗

5、高污染的小电炉。生产含TiO292%的高钛渣的技术改进相当困难,国外也没有相关的技术。国外的大型密闭电炉只能生产含TiO285%左右的钛渣。独联体国家的半密闭式电炉也只能生产90%左右的钛渣,而且必须以优质钛铁矿为原料,如果以我国的钛铁矿为原料只能生产8587%的钛渣。与96%的天然金红石(杂质4%)和9294%的人造金红石(杂质68%)比较,92%的高钛渣(杂质11%)已是一种“粗粮”。所以,工厂不希望使用品位比92%高钛渣更低的原料。而解决高品位原料问题可供水选择的途径有二:其一就是建设大型化高品位富钛料工厂;其二就是从澳大利亚进口高品位人造金红石。沸腾氯化炉的大型化技术的进一步研究:我国

6、海绵钛生产大型化过程,遇到的最大困难是四氯化钛的制造技术;所以今后应把沸腾氯化炉的大型化、氯化技术水平的提高(包括提高钛的氯化率、氯的利用率、氯化炉产能、降低尾气氯含量、提高四氯化钛回收率等)是今后研究工作的重点之一。四氯化钛除钒新工艺目前工业生产中:有铜丝、矿物油和铝粉三种除钒方法。其中,铜丝除钒效果好,可获得高质量的四氯化钛,但是间歇操作,铜丝失效后的洗涤再生操作劳动强度大,操作环境差,铜耗高,除钒成本高,仅适合小规模生产中应用。矿物除钒成本低但需要采用特殊的加热方法,生产体积庞大的残渣液,残渣易在加热壁上结疤,除钒后的四氯化钛中含有少量有机物不易分离除去,较适用于氯化法生产钛白。铝粉除钒

7、的残渣量少,不易结疤,容易从残渣回收钒,除钒成本低,是一种适合用于海绵钛生产的除钒方法。铝粉除钒已在独联体国家海绵钛生产中成功使用多年,北京有研究院等单位已成功地完成了小型试验研究,说明铝粉除钒是可行的工艺技术。但独联体国家使用的这种超细活性铝粉价格昂贵,并具有可爆性,需要研究改进。大型镁还原蒸馏联合法提高产品海绵化率;大型还原蒸馏联合法生产海绵钛,由于反应器容量的扩大,还原反应产生的热量不能有效地输出,造局部高温,导致部分产品致密化;同时也妨碍加料速度的提高,使生产周期增加,设备产能降低。因此,有必要进一步研究改进大型联合法的工艺和设备,以增加设备产能和提高产品的海绵化率。大型无隔板槽镁电解

8、降低电耗:过去海绵钛生产中,镁电解技术一起比较落后,自使用110KA无隔板槽镁电解工艺后,技术水平和技术经济指标明显好转。但在引进消化过程中,对这项技术中的一些技术诀窍还掌握不够,因而电流效率偏低,电耗偏高,需要进一步研究改进。生产过程的自动控制和管理海绵钛生产过程的自动控制技术:已有一定的基础,今后应进一步研究从富钛料制备、氯化、精制、还原蒸馏、破碎、分选、包装、镁电解全过程的计算机控制和管理。研究内容包括被测参数的感应元件、测量仪表、执行机构及计算机控制等,最终实现各工序的控制与主控室的计算机联网,使海绵钛生产管理全面实现自动控制。制钛新方法的研究成为国际钛业关注热点:制钛新工艺一直是世界

9、关注的热点研究课题。近年来,这个世界性难题的研究取得了一些进展,英国剑桥大学和澳大利亚CSIRO先后研究了几种不同的TiO2电解法制钛新工艺,据称制钛成本可降低50%左右。美、英联合正在进行扩大试验,计划将FFC工艺推向产业化。如果能用TiO2电解法来制造新型钛合金,例如制造含少量铁的钛合金,则可以天然金红石或人造金红石为原料,其它合金元素以氧化物形式加入,这样制造的钛合金应会大幅度降低。通过上述课题研究的完成,我国海绵钛生产技术水平将会大幅度提升,并可为实现万世吨级规模海绵钛生产创造条件。 尘摔几沾阂闭椿疚散炙凝泰抚嫌娘变丈厨论估敖卜符兆释带驶癌蓉卸屡松每舍干阿污链酝愿档婴泰陛笼紧孝榆溶宛胶

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